Возможно ли зарождение ложного вакуумного пузыря в нашей Вселенной?

1. Если ваша теория предсказывает, что мы живем в ложном вакууме и существуют более низкие энергетические состояния (например, истинный вакуум), то возможно, что область пространства зародит пузырь истинного вакуума.

Редактировать: я пропустил то, что вы спрашивали. Пока вакуум, в который мы туннелируем, ниже, тогда да, должна быть возможность туннелировать в более низкое энергетическое состояние.

Что касается зарождения и расширения пузырьков, следует помнить о нескольких вещах:

2а.) Существуют докритические пузыри и критические пузыри. Пузырь, который зародился, будет иметь член, выталкивающий наружу (объемный), и член, выталкивающий внутрь (поверхностное натяжение). Помните, что площадь увеличивается по мере$R^2$, а объем увеличивается по мере$R^3$. Существует критический радиус, при котором член объема толкания наружу точно отменяет член поверхности толкания внутрь. Если вы спонтанно образовали докритический пузырек (например,$R_{bubble}<R_{crit}$), член поверхностного натяжения выигрывает, и пузырь схлопывается (например, Вселенная вне пузыря останется в состоянии ложного вакуума). С другой стороны, если радиус зародыша пузырька больше критического радиуса, то пузырек сможет расшириться за счет превышения объемного члена над членом поверхностного натяжения.

2b.) По большей части стенка пузыря движется наружу со скоростью света (хотя я полагаю, что можно было бы изобрести теорию, в которой это не так, но я не могу придумать ни одной навскидку). Однако, если пузырь зародился в жидкости (например, когда в очень ранней Вселенной преобладало излучение), излучение может действовать как член вязкости, замедляющий стенку пузыря. (Хотя по мере того, как излучение рассеивается с расширением Вселенной, стенка пузыря в конечном итоге будет расширяться со скоростью света.)

2c.) Если мы сейчас живем в ложном вакууме, будущее Вселенной будет зависеть от скорости зарождения пузырьков. Если скорость зарождения пузырьков достаточно велика, то в конце концов каждое место во Вселенной перейдет в настоящий вакуум. Если скорость зарождения пузырьков очень мала (по сравнению с расширением Вселенной), то тут и там будет несколько участков истинного вакуума, но расширение гарантирует, что большая часть пространства находится в состоянии ложного вакуума. В обоих этих сценариях каждое место во Вселенной в конечном итоге окажется в настоящем вакууме (как$t\rightarrow\infty$), но$\%$общего объема Вселенной в истинном вакууме зависит от скорости зарождения.

Если есть другая метастабильная точка ниже энергии, в которой живет наша Вселенная, но выше истинного уровня вакуума, тогда да (хорошее описание на странице 3 здесь ). Информация внутри него будет путешествовать со скоростью света и любых фотонов, которые могут быть внутри, но я не уверен, может ли он испытать инфляционный период или нет.